Question

某次化学兴趣小组活动上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO₃和Na₂CO₃与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中（装置的气密性已检查） 请回答：
（1）各组反应开始时，______装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是______．
（2）当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象．请参照第①组，分析原因的方式填写下表的空格

Answer 1

解：（1）甲装置发生反应：HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；乙装置发生反应：CO₃^2-+H⁺═HCO₃^-，HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑，甲装置内反应速率较快，单位时间产生的CO₂多，故甲装置中的气球体积先变大．
故答案为：甲；HCO₃^-+H⁺═H₂O+CO₂↑；
（2）（I）质量相同的碳酸氢钠和碳酸钠，碳酸氢钠的物质的量大于碳酸钠的物质的量，一个碳酸钠和碳酸氢钠分子中含有的碳原子个数相同，所以与过量的盐酸反应后，碳酸氢钠生成的二氧化碳多．
故答案为：甲、乙盐酸均过量，n（NaHCO₃）＞n（Na₂CO₃），V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙；
（II）盐酸的物质的量=6×10^-3mol，n（NaHCO₃）=，
n（Na₂CO₃）=，通过（1）方程式知，盐酸均不足量，与相同物质的量的盐酸反应，消耗的n（NaHCO₃）＞n （Na₂CO₃），生成的 V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙．
故答案为：甲、乙盐酸均不足量，消耗的n（NaHCO₃）＞n （Na₂CO₃） V（CO₂）_甲＞V（CO₂）_乙；
（III）该反应有剩余的碳酸钠，生成的二氧化碳又和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，所以气体体积减少，乙中气球会缩小，反应的离子方程式为CO₂+H₂O+CO₃^2-=2 HCO₃^-．
故答案为：CO₂+H₂O+CO₃^2-=2 HCO₃^-．
分析：（1）根据生成二氧化碳的反应速率判断；
（2）清楚发生反应，根据过量计算判断CO₂气体产生的量，分析现象的原因．
（I）先判断酸是否过量，再计算碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量的关系，从而确定生成气体的关系；
（II）先判断酸是否过量，再计算碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量的关系，从而确定生成气体的关系；
（III）根据溶液的成分及二氧化碳的性质分析．
点评：本题考查了碳酸钠和碳酸氢钠的性质，碳酸钠和酸反应是分步进行的，先生成碳酸氢钠，后碳酸氢钠和酸反应生成二氧化碳．